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有机废气液膜吸收浓缩——热力焚烧 新工艺、新技术

发布于:2018-05-31 11:30:31 来自:环保工程/大气治理 [复制转发]

综观20余年来,国内对VOCs的净化治理,从最初的活性炭吸附、静电吸捕、低温等离子裂解、催化氧化分解,发展到吸附浓缩(活性炭、分子筛)、热风反吹脱附进入热力焚烧装置(蓄热炉、热力分解炉)的RTO、RCO、TNV(沸石转轮+蓄热炉)的高端废气净化处置阶段。

通过20余年的实际工程运行表明:传统的活性炭吸附净化,虽然可以确保经处置后的VOCs废气稳定达标排放,但由于后续的饱和碳再生回用,脱附溶剂的二次净化分馏存在投资和运行管理上、技术上的种种问题,并且仍然存在废弃再生碳与脱附再生的二次污染产生排放的老大难问题。

大多数VOCs废气均具有低浓度、大风量的特点,采用单一的低温等离子、紫外光氧分解技术处置,由于废气在净化历程中时间短(不到1秒),其去除率仅为30—40%,而且均有易燃、易爆的安全风险。

RTO、RCO、TNV均同属于热力焚烧、氧化分解VOCs的一种净化技术,其适用VOCs的浓度范围广、氧化分解比较彻底、净化效率高、便于监管而逐渐成为各地环保管理部门主推的废气治理工艺选项,京津冀、长三角、珠三角等经济发达地区,多数环保执法部门已出台文件,要求对VOCs治理,无论前置采用何种净化手段,最终必须配套热力氧化净化装置。

RTO、RCO、TNV氧化净化的工艺核心是通过活性炭(颗粒碳、纤维碳、蜂窝炭)、沸石分子筛等固相物对废气中的VOCs组份进行物理吸附、截留、浓缩(5—10倍),然后经热风反吹脱附方式,再送入热力氧化炉在高温(900—1000℃)或催化分解炉(450℃),并在一定的停留时间(1—1.5秒)条件下进行热氧燃烧碳化分解。其适用的工况条件必须是VOCs产生量大、必须24小时连续运行的工业企业。而且只能做在线处置,不能做离线处置,这对于大多数对防火、防爆、严禁明火控制严格的石化、化工、医化等行业是不可接受的。

在实际运行中,因装置并非长期保持运行状态,因而每次停机后的再次启动,还需外加燃料来进行加热升温蓄热炉体,因而造成附加能耗高。同时又由于RTO在工作中废气的换向阀要频繁切换,其在高温下的可靠性变差,可能导致系统内浓缩的VOCs不能顺利进入热力焚烧炉,而滞留在系统管线中。由于压力、浓度逐渐积累、升高、会带来燃爆的安全风险。另外,由于RTO、RCO、TNV流程较为复杂,其配套的电器、控制系统自动化水平也高,对于操作、管理、维护人员的专业水平也相应要高,但大多数工厂并不具备上述条件,这也就为以后的运行埋下了长期的安全隐患。

根据统计表明:目前国内涉及VOCs产生与排放的企业统计,小时排放量在10000m3—50000m3的企业数据占总数的90%,VOCs的产生与排放涉及国民经济的120多个行业,其所涉及的各种有机溶剂更多达1000余种(如设备、车辆、涂装、汽摩、家具、制鞋、印刷、橡塑加工等),由于各行业生产性质不同,相关工艺配方不同,产生的VOCs废气成分更是千差万别,而且均具有日总排污量不大(5-60Kg/日)、短时浓度高波动大(100—500mg/m3),作业时间短、不连续运行、产生VOCs废气工位点多且分散的特点,并且均属小厂、老厂本身场地狭窄、难以再有安装占地空间大的环保净化装置与设备的位置。

由于VOCs污染物成分复杂,无论是环保监管部门,生产业主单位对净化治理的技术与工艺选择均感困惑,以前大部分建有净化处理设施的企业,由于选择工艺技术不当,治理难以可靠、稳定达标的运行,在京津冀地区占80%的企业,普遍采用单一的低温等离子、光氧化、活性炭吸附,经现场环保督查监测均不能实现达标排放,从三次全国环保督查的反馈结果数据统计上看,这方面的问题最为突出。

上述这些企业已经十分清楚,污染不达标治理已经到了决定企业存活的关键时刻,也急迫寻求一种技改资金能够承受、运行费用低廉、使用简单、安全可靠性强的VOCs废气治理技术与装备。

三种工艺方法的经济技术比较基础工况:

1有机废气的处置量10万m3/h,废气中VOCs含量350—500mg/m3(取平均值400mg/m3),要求净化后外排VOCs浓度<60mg/m3。

2两班制(或单班制)作业,每班作业时间8h,全年工作日300天。

3活性炭(蜂窝炭)+三床式RTO,沸石转轮+三床式RTO、液膜吸收+燃烧炉

4电费1.0元/kwh、天然气费按4元/m3、标准煤1.00元/kg、人均工资5000元/月、活性炭砖18元/kg、沸石分子筛40元/kg计算。

序 号

          

  

活性炭吸附浓缩+RTO工艺

沸石转轮吸附浓缩+RTO工艺

液膜吸收浓缩+热力焚烧炉工艺

1

一次吸附、吸收介质装填量

Kg

1000kg/台×3=3000kg

1000kg/台×1=1000kg

1000kg/台×3=3000kg

2

每小时VOCs产生、排放

Kg

400mg/m10m3/h=40kg/h

400mg/m10m3/h=40kg/h

400mg/m10m3/h=40kg/h

3

日工作时间与VOCs排放总量

Kg

40kg×16h=640kg/

40kg×16h=640kg/

40kg×16h=640kg/

4

吸附、吸收介质饱和吸收量

Kg

3000kg×25%=750kg

1000kg×15%=150kg

3000kg×70%=2100kg

5

吸附、吸收一次饱和时间

h

750kg÷640kg=1.116h

150kg÷640kg=0.233h

2100kg÷640kg=3.348h

6

一次介质装填费用

万元

3000kg×18/kg=5.4万元

1000kg×40/kg=4.0万元

3000kg×15/kg=4.5万元

7

吸附、浓缩介质可使用寿命与再生费用

/

半年/kg再生费用3

5/kg再生费用10

10/kg再生费用0.2

8

日回收资源量与价值

 

一年用量6000k回收物热值:

640kg×7000大卡/kg=448万大卡

回收物热值:

640kg×7000大卡/kg=448万大卡

回收液体燃油:

2100kg×6000大卡=1260万大卡

9

年回收资源总量与价值

 

折标煤:448万大卡÷0.6万大卡/kg=764kg

746kg×300=224/

224/年×1000/=22.4万元/

折标煤:448万大卡÷0.6万大卡/kg=764kg

746kg×300=224/

224/年×1000/=22.4万元/

折标煤:1260万大卡÷0.6万大卡/kg=2100kg×300=630

630吨×1000/=63万元

10

项目总装机功率

Kw

128

148

90

11

项目装置空间尺寸

 

45m×宽18m×高6m

35m×宽10m×高8m

10m×宽6m×高10m

12

每处理1000Nm3废气的运行费用

2.83

(其中:电费1.28、耗材0.4元、辅助燃料0.1元、人工费0.75元、维修费0.3元)

3.03

(其中:电费1.48、耗材0.2元、辅助燃料0.1元、人工费0.75元、维修费0.5元)

1.17

(其中:电费0.9、耗材0.02元、人工费0.25元、)

13

/年运行费用

万元

4528/日×300=135.8万元/

4848/日×300=145.4万元/

1872/日×300=56.16万元/

14

项目建设总投资

万元

680

750

258

15

二次污染物产生与排放处置费用

Kg/万元

年排放废碳6000kg×8/kg=4.8万元

五年一次排放1000kg,平均每年200kg

200kg×10/kg=0.2万元

吸收后粉尘、树脂沉淀物,每年排放一次,每次50kg×2/kg=0.01万元

16

装置安全性评估

 

必须再线设置、高温运行、维修工作量大、具有明火燃烧工况、有易燃、易爆风险

必须再线设置、高温运行、维修工作量大、具有明火燃烧工况、有易燃、易爆风险

常温、常压、工作流程短、可无人值守、热力氧化分解系统可离线设置,无明火燃烧工况、无易燃、易爆风险

说明:对于日排污量不大,废气处理量1000030000风量的工况

所配套焚烧装置可以优化,项目总投资大幅减少。




  • yj蓝天
    yj蓝天 沙发

    各行业生产性质不同,相关工艺配方不同,产生的VOCs废气成分更是千差万别,而且均具有日总排污量不大(5-60Kg/日)、短时浓度高波动大(100—500mg/m3),作业时间短、不连续运行、产生VOCs废气工位点多且分散的特点,并且均属小厂、老厂本身场地狭窄、难以再有安装占地空间大的环保净化装置与设备的位置。

    2021-07-27 06:16:27

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这个家伙什么也没有留下。。。

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